Voici comment procéder :
1. Agent déshydratant :
* L'acide nitrique (HNO₃), l'autre réactif, est un électrophile faible. Pour augmenter son électrophilie, il doit être protoné.
* L'acide sulfurique, étant un acide fort, protone l'acide nitrique pour former l'ion nitronium (NO₂⁺), un électrophile fort.
* La réaction :
HNO₃ + H₂SO₄ ⇌ H₂NO₃⁺ + HSO₄⁻
H₂NO₃⁺ ⇌ NO₂⁺ + H₂O
2. Catalyseur :
* L'ion nitronium attaque alors le cycle benzénique, conduisant à la formation de nitrobenzène.
* La réaction :
C₆H₆ + NO₂⁺ → C₆H₅NO₂ + H⁺
* L'acide sulfurique aide également à éliminer l'eau produite lors de la réaction, entraînant ainsi l'équilibre vers la formation de nitrobenzène.
En résumé, les rôles clés de l'acide sulfurique dans la synthèse du nitrobenzène sont :
* Protonation de l'acide nitrique pour former l'ion nitronium.
* Agir comme un catalyseur pour faciliter la réaction.
* Enlever l'eau pour déplacer l'équilibre vers la formation du produit.
Sans acide sulfurique, la réaction se déroulerait très lentement, voire pas du tout.
